DirectX 12 Ultimate更新：更多的API和新技术加持

疫情阻止了各种展会，但没有阻止技术进步。随着Windows 10 20H1版本更新，同步升级的DirectX 12 Ultimate也融入了新功能与新特性。是的，DirectX 12还那个DirectX 12，但更多的API和新技术加持，让即将到来的新游戏获得了更高的运行效率以及特效。

但这不是重点，我们知道影响PC游戏体验最重要的因素之一就是显卡，NVIDIA GeForce RTX 20系列拥有着现在最理想的游戏显卡阵营。在DirectX 12 Ultimate正式发布的同时，GeForce RTX也随即宣布完全支持新API，特别对于已经拥有GeForce RTX玩家而言，获得这些新技术是免费的。

那么问题来了，DirectX 12 Ultimate究竟带来了哪些更新，能让你手中的GeForce RTX显卡变得更划算?现在就让我们揭晓谜底。

DirectX Raytracing Tier 1.1：光线追踪再升级

没有错，喜闻乐见的光线追踪技术再次得到更新。与2018你那10月发布的 DirectX Raytracing Tier 1.0不同，DirectX Raytracing Tier 1.1，也就是DXR 1.1将得到更广泛的游戏支持，并且在1.0的基础上追加了更多新功能。

其中，最大的变化就是在现有的光线追踪管线状态对象Pipeline State Object中加入了额外的着色器Shader。我们知道着色器用途是用来替代固定渲染管线的可编辑程序，可实现各种各样的图像效果而不受显卡的固定渲染管线限制。

而从DXR 1.1开始，开发人员可以调用包含光线追踪功能的着色器，这套着色器可以出现在光线追踪运算过程中的任何阶段，支持光线追踪的间接执行，并引入内联光线追踪，对光线遍历算法和着色器进行管理。

听着有点玄乎?简单的说DXR 1.1能够给游戏开发团队提供一套能够避免繁杂光线追踪场景的做法，通过调用新函数，获得剔除、物体遮挡查询等应用，帮助开发团队更快更直接的的部署实时光线追踪场景。这相当于在DXR 1.0的基础上一套更高阶且更有效的玩法，当然前提是需要开发团队去调用它。

目前为止，已经有超过30款即将和已经发布的游戏宣布兼容DXR 1.1性能。作为目前市面上唯一支持硬件实时光线追踪计算的显卡，NVIDIA GeForce RTX也宣布完全支持DXR 1.1新特效，很快我们就会在新游戏中看到基于DXR 1.1实现的游戏画面。

Varable Rate Shading：让画面更流畅

从图灵架构开始，NVIDIA就引入了这套灵活的新功能Varable Rate Shading，也就是VRS比率可变着色。这是一套可以对着色比率动态调整至极为精密的算法，在NVIDIA率先提出硬件支持之后，英特尔也随后在Gen 11核显中支持这套DirectX 12新功能，也意味着VRS不仅能提供更好画面优化表现，也是未来大势所趋。

VRS的强大算法主要分成三类，分别是内容自适应着色、运动自适应着色和视网膜中央凹着色，基本思路是动态给游戏画面划分区域，将运算资源集中在画面中的重点部分，其他部分着色比率则会被降低，从而节省运算资源。有兴趣的同学可以点击这里，前往我们的图灵架构高级渲染章节做深入了解。

DirectX Mesh Shader：让CPU偷个懒

图形渲染要模仿的真实世界是五彩纷呈，构造复杂的。户外场景尤其如此，包含数以千计的元素：石头、树木等。计算机辅助设计也面临类似的复杂构造挑战。例如，一张包含有 20 万个物体的画面，在实时渲染中，留给几何计算的时间片可能只有两毫秒，而每个物体的 LOD(细节层级)计算和渲染调用只有 10 纳秒(0.00001 毫秒)，对 CPU 来说太难了。

DirectX Mesh Shader的作用与NVIDIA图灵架构的Mesh Shading类似，Mesh Shader 的作用是生成三角形给光栅器，但是不再是以单线程的方式跑，它内部是以协作形式多线程方式运作。被整合之后，着色器们不再需要输入写入内存供下一步使用，而可以由开发人员定义其输入和输出。

这意味着在Mesh加持下，海量物体场景中GPU可以一次性处理包含许多物体的列表，并且不用CPU插手。物体LOD细节层级也分成了10个层级，让开发者可以根据权重分配运算资源，从而获得超过一个指数级增长的场景的实时渲染。

DirectX Sampler Feedback：正确的时间做正确的事

采样器反馈Sampler Feedback是这次DirectX 12 Ultimate更新后获得的新功能，它主要作用是记录下采样操作访问到的纹理区域，并在纹理空间阴影Texture-Space Shading、阴影复用Shading Reuse、纹理流Texture Streaming付诸应用。

在游戏渲染材质质量越来越高，开放世界越来越大的主流环境下，采样器反馈可以帮助开发团队更有效避免冗余，提升内存对材质的利用率，并减少不必要的计算量，从而实现优化游戏的效果。简单的说，就是告诉PC在合适的场景中做合适的计算，从而保证大场景高清素材下也能拥有流畅的画面效果。

RTX显卡再升值

DirectX 12 Ultimate更新最先受益的是游戏开发团队，通过调用新的参数获得更好的游戏优化和效果，势必对后来发布游戏的流畅性、画质提供更好的优化。而对于普通玩家而言，正在使用的GeForce RTX显卡则直接成为体验下一波新游戏画面升级的免费门票，无需再对硬件有任何额外投入。显然，GeForce RTX系列显卡的性价比又再次提升了。

关键词： DirectX 12 Ultimate API